太赫兹技术在大坝渗流实时监测中的应用探索-论文.pdf

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1、第3O卷第4期结构工程师Vo1．3O．No．42014年8月StructuralEngineersAug．2014太赫兹技术在大坝渗流实时监测中的应用探索张敏丛沛桐(华南农业大学水利与土木工程学院，广州510641)摘要大坝渗流监测是土石坝安全监控的重要手段。介绍了目前大坝渗流(安全)监测方法的现状，评价了现有技术的特点及存在的问题，提出了一种新型的基于太赫兹波的坝体渗流监测技术，以及该项技术在国内外的研究进展及应用效果，给出了混凝土内渗流探测的实时监测影像，讨论了太赫兹技术在大坝渗流监测领域推广应用的价值与前景。关键词太赫兹技术，大坝渗流，安全监测

2、，裂缝ApplicationofTerahertzTechnologyinDamSeepageReal-timeMonitoringZHANGMinCONGPeitong(CollegeofWaterConservancyandCivilengineering，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510641，China)AbstractTomonitorseepageofanearth—rockdamisanimportantandeffectivemethodforitssafety．Thispap

3、ersummarizesthecurrentstateoftechnologiesofdamseepage(health)monitoringandpointsouttheirad—vantagesandproblemsrespectively．Anewtechnologybasedonterahertzspectrumisproposedfordamseep—agemonitoringandthedevelopmentandapplicationeffectofthistechnologybothinthedomesticandforeignare

4、introduced．Theimagingofconcreteseepagedetectioninreal—timemonitoringisgivenaswel1．Itisthendiscussedthatpromotionapplicationofterahertztechnologyhasmuchvalueandgoodprospectindamseepagemonitoringfield．Keywordsterahertztechnology，damseepage，safetymonitoring，crack题J。有效地监测水坝的渗流状况，制定

5、及时有1引言效的防护措施是保证水坝工程安全的根本途径。大坝是一种挡水结构物，对其实行全面的监长期以来，各国都将大坝安全监测列为水工测和监控，是保证水利水电工程安全运行的重要建筑物建设和运行管理中一项必不可少的工措施之一。我国90％的水坝为土石坝和混凝土作，通过在坝体中设置绕坝渗流、浸润线、孔隙坝，不可避免地会发生水的渗流现象。特别当坝水压力、扬压力及渗水压力等监测项目[63，对水体出现裂缝等病害时，水的危害就更为严重。大坝进行安全监测和控制。量的工程事故表明：水的渗流作用对大坝的破坏过程有着不可忽视的作用J。渗透水流除浸湿2混凝土大坝安全监测现状土体

6、降低其强度指标外，当渗透量到达一定程度20世纪50年代以来，大坝工程的研究理论时，还将导致坝坡滑动、防渗体被击穿、坝基管涌、和技术逐渐形成体系，较为普遍采用的是测压管流土等重大渗流事故，直接影响大坝的运行安法、渗压计法、量水堰法及容积法等。其中，测压全_2I3j，因此渗流稳定是保证水坝安全的重要问管和渗压计是较为传统的观测方法，可以用来观收稿日期：2013—06—26基金项目：广东省水利科技创新项目2011—17联系作者，Email：congpeiton~；@163．cornStructuralEngineersVo1．30，No．4Engineer

7、ingConstruction谱线：谱技术研究了水蒸汽的吸收谱，在0．1～10THz的波段内获得了9条水蒸汽的吸收谱线。随后文)=+1(2)献[33]研究了水蒸汽在0．2～4．2THz范围内的式中，d为空气中的光速，单位为m／s；为样光谱，发现在此波段内水蒸汽共有27个吸收峰，本信号和参考信号的相位差(由式(1)的傅里叶其中只有4个吸收峰与Martin的结果相互吻合，变换结果获得)；W是信号的频率，单位为THz；t其他的吸收峰则存在较大差别。水的吸收谱仅在是样品的厚度，单位为in。1．0～1．5THz的范围内存在一个宽带峰值。样品的吸收系数可以通过式

8、(3)求出：Takashi等经测量发现水在1．4THz内没有吸A：tlnft一!L；l(3)收峰。张学鹜等采